DE102018109067A1 - A method of gear grinding a gear workpiece and a grinding machine with a control for generating grinding of a gear workpiece - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Wälzschleifen eines Zahnrad-Werkstücks (W1) mit einer abrichtbaren Schleifschnecke (2), wobei während des Wälzschleifens die Schleifschnecke (2) um eine Werkzeugrotationsachse (B) drehangetrieben und das Zahnrad-Werkstück (W1) um eine Werkstückrotationsachse (C) drehangetrieben und relative Bewegungen zwischen der Schleifschnecke (2) und dem Zahnrad-Werkstück (W1) ausgeführt werden, und wobei nach dem Ausführen eines Abrichtvorgangs der Schleifschnecke (2), der mittels eines drehantreibbaren Abrichters (4) durchgeführt wird, die folgenden Schritte durchgeführt werden:- Ausführen einer relativen Shiftbewegung zwischen der Schleifschnecke (2) und dem Zahnrad-Werkstück (W1) parallel zu der Werkzeugrotationsachse (B),- Ausführen einer achsparallelen Relativbewegung zwischen der Schleifschnecke (2) und dem Zahnrad-Werkstück (W1) parallel oder schräg zu der Werkstückrotationsachse (C), wobei ein Verhältnis zwischen der Shiftbewegung und der achsparallelen Relativbewegung vorgegeben ist, das veränderlich ist.A method of gear grinding a gear workpiece (W1) with a dressable grinding worm (2), wherein during grinding, the grinding worm (2) rotates about a tool rotation axis (B) and the gear workpiece (W1) rotates about a workpiece rotation axis (C) and relative movements are performed between the grinding worm (2) and the gear workpiece (W1), and after performing a dressing operation of the grinding worm (2) performed by a rotary drivable dresser (4), the following steps are performed: - Performing a relative shift movement between the grinding worm (2) and the gear workpiece (W1) parallel to the tool rotation axis (B), - performing an axially parallel relative movement between the grinding worm (2) and the gear workpiece (W1) parallel or oblique to the Workpiece rotation axis (C), wherein a ratio between the shift movement and the axis-parallel Rela is predetermined, which is changeable.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Wälzschleifen eines Zahnrad-Werkstücks. Insbesondere geht es um eine Vorrichtung und um ein Verfahren zum Wälzschleifen eines Zahnrad-Werkstücks mit einer mehrfach abrichtbaren Schleifschnecke. Außerdem geht es um eine Schleifmaschine mit einer Steuerung zum Wälzschleifen eines Zahnrad-Werkstücks.The invention relates to a method for generating grinding of a gear workpiece. In particular, it concerns a device and a method for generating grinding of a gear workpiece with a multi-dressable grinding worm. It also concerns a grinding machine with a control for generating grinding of a gear workpiece.
Hintergrund der Erfindung, Stand der TechnikBackground of the Invention, Prior Art
In
Einer der Faktoren, der einen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit einer solchen Schleifmaschine
Unter anderem wird mit verschiedenen Shift-Strategien gearbeitet. Das kontinuierliche Shiften (teilweise auch als Diagonalshiften bezeichnet) ist ein Vorgang, bei dem die Schleifmaschine
Es gibt auch nicht-kontinuierliche Shift-Strategien, die zum Beispiel darauf basieren, dass die Schleifschnecke
Es gibt auch Shift-Strategien, bei denen ein Shiften jeweils nach dem Bearbeiten eines Werkstücks
Außerdem wird ein Schleifhub vorgenommen, der erforderlich ist, um Werkstücke
Die Shift-Strategien für das kontinuierliche Shiften werden gemäß dem Stand der Technik typischerweise durch ein Verhältnis des Shiftwegs zum Hubweg definiert. D.h., beim konventionellen Wälzschleifen wird der Betrag des kontinuierlichen Versetzens der Schleifschnecke
Weiterhin wird eine Zustellbewegung ausgeführt, um einen Zahn der Schleifschnecke
Es besteht der Bedarf das Wälzschleifen mit einer Schleifschnecke weiter zu optimieren.There is a need to further optimize generating grinding with a grinding worm.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Steuerung oder Software für eine Schleifmaschine zum wälzschleifenden Bearbeiten von Zahnrädern zu entwickeln, die eine reproduzierbar hohe Präzision der schleifenden Bearbeitung und trotzdem einen hohe Effizienz hat. Außerdem soll ein geeignetes Verfahren bereit gestellt werden, dass dazu beiträgt die Effizienz zu verbessern. The object of the present invention is therefore to develop a control or software for a grinding machine for the gear grinding of gears, which has a reproducibly high precision of the grinding processing and nevertheless a high efficiency. In addition, a suitable method is to be provided that helps to improve the efficiency.
Insbesondere geht es darum eine Schleifmaschine für das Wälzschleifen von Stirnrädern bereit zu stellen, die eine gleichbleibend hohe Präzision der schleifenden Bearbeitung einer Serie von Werkstücken ermöglicht.In particular, it is a question of providing a grinding machine for the generating grinding of spur gears, which allows a consistently high degree of precision of the grinding of a series of workpieces.
Ein entsprechendes Verfahren der Erfindung zeichnet sich durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 aus. Ein entsprechende Schleifmaschine der Erfindung zeichnet sich durch die Merkmale des Patentanspruchs 11 aus.A corresponding method of the invention is characterized by the features of
Das Verfahren zum Wälzschleifen eines Zahnrad-Werkstücks setzt eine abrichtbare Schleifschnecke ein, die um eine Werkzeugrotationsachse drehangetrieben wird, während das Zahnrad-Werkstück um eine Werkstückrotationsachse drehangetrieben wird. Außerdem führt die Schleifschnecke beim Wälzschleifen relativ zum Zahnrad-Werkstück Wälzschleifbewegungen aus. Die Schleifschnecke wird von Zeit zu Zeit oder bei Bedarf einem Abrichtvorgang unterzogen. Nach dem Abrichtvorgang, der dem Abrichten der Schleifschnecke dient, werden zum Wälzschleifen eines Zahnrad-Werkstücks folgende Bewegungen durchgeführt:
- - Shiften der Schleifschnecke relativ zum Zahnrad-Werkstück parallel zu der Werkzeugrotationsachse,
- - achsparalleles Relativbewegen parallel oder schräg zu der Werkstückrotationsachse, die vorzugsweise senkrecht oder schräg zur Werkzeugrotationsachse steht,
- Shifting the grinding worm relative to the gear workpiece parallel to the tool rotation axis,
- axis-parallel relative movement parallel or oblique to the workpiece rotation axis, which is preferably perpendicular or oblique to the tool rotation axis,
Das Verändern des Verhältnisses kann vor dem Abrichten, während des Abrichtens oder nach dem Abrichten vorgenommen werden, so dass es beim Wälzschleifen des darauffolgenden Zahnrad-Werkstücks wirksam wird.Altering the ratio may be done prior to dressing, during dressing or after dressing so that it becomes effective in the hobbing of the subsequent gear workpiece.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen wird das Wälzschleifen jeweils mit konstantem Verhältnis vorgenommen.In at least a part of the embodiments, the hobbing is performed at a constant ratio.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen wird das Wort „veränderlich“ verwendet, um vorzugeben, dass das genannte Verhältnis nicht konstant ist.In at least part of the embodiments, the word "variable" is used to indicate that said ratio is not constant.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen wird das Wort „veränderlich“ verwendet, um vorzugeben, dass das genannte Verhältnis Schritt-für Schritt, vorzugsweise jeweils nach jedem Abrichten der Schleifschnecke, angepasst wird.In at least part of the embodiments, the word "variable" is used to specify that said ratio is adjusted step-by-step, preferably after each dressing of the grinding worm, respectively.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen geht es um eine spezielle Form des Shiftens, das beim Wälzschleifen mehrerer Zahnrad-Werkstücke nach dem Durchführen eines Abrichtvorgangs ausgeführt wird.At least a portion of the embodiments involve a particular form of shifter that is performed during gear grinding of a plurality of gear workpieces after performing a dressing operation.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen kommt eine abrichtbare Schleifschnecke zum Einsatz, die mehrfach abgerichtet werden kann, wobei sich durch das Abrichten der Durchmesser der Schleifschnecke reduziert, und wobei das Verhältnis zwischen dem Shiften und dem achsparallelen Relativbewegen mit dem kleiner werdenden Durchmesser der Schleifschnecke verändert wird. D.h., es wird bei diesen Ausführungsformen nicht mit einem festen Verhältnis vom Shiftweg zum Hubweg gearbeitet, sondern dieses Verhältnis wird gezielt Schritt-für-Schritt angepasst. Der Begriff „Hubweg“ wird hier teilweise verwendet, da er sich in der Fachliteratur durchgesetzt hat. Gemeint ist damit eine Relativbewegung zwischen Schleifschnecke und Zahnrad-Werkstück, die achsparallel oder schräg zur Werkstückrotationsachse verläuft. Dieses achsparallele Relativbewegen kann z.B. durch das Ansteuern einer einzigen Linearachse (teilweise auch Hubachse genannt) oder durch das Überlagern mehrerer Bewegungen in einer Maschine erzeugt werden.In at least some of the embodiments, a dressable grinding worm is used, which can be dressed several times, whereby the diameter of the grinding worm is reduced by the dressing, and wherein the relationship between the shifting and the axis-parallel relative movement is changed with the decreasing diameter of the grinding worm , That is, it is not worked in these embodiments with a fixed ratio of Shiftweg to Hubweg, but this ratio is adjusted specifically step-by-step. The term "stroke" is used here partly because it has prevailed in the literature. This refers to a relative movement between grinding worm and gear workpiece, which is parallel to the axis or oblique to the workpiece rotation axis. This axis-parallel relative movement may be e.g. by driving a single linear axis (sometimes also called stroke axis) or by superimposing several movements in a machine are generated.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen wird das Verändern des Verhältnisses zwischen dem Shiften und dem achsparallelen Relativbewegen parallel oder schräg zur Werkstückrotationsachse anhand einer Eingriffsdichte vorgenommen, wobei die Eingriffsdichte eine werkzeugspezifische Größe ist. Dieses Verändern des Verhältnisses wird nicht kontinuierlich während des Wälzschleifen sondern diskontinuierlich (im Sinne von schrittweise), z.B. nach jedem Abrichtvorgang oder nach einer Anzahl von Abrichtvorgängen, vorgenommen.In at least a portion of the embodiments, varying the ratio between the shift and the axis-parallel relative movement is performed parallel or obliquely to the workpiece rotation axis based on an engagement density, wherein the engagement density is a tool-specific size. This Altering the ratio is not carried out continuously during the hobbing but discontinuously (in the sense of stepwise), for example after each dressing or after a number of dressing operations.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen wird das Verändern des Verhältnisses zwischen dem Shiften und dem achsparallelen Relativbewegen parallel oder schräg zur Werkstückrotationsachse anhand einer Eingriffsdichte vorgenommen, die als werkzeugspezifische Größe definiert ist, wobei das Verändern des Verhältnisses zwischen dem Shiften und der achsparallelen Relativbewegen so vorgenommen wird, dass die Eingriffsdichte während des eigentlichen Wälzschleifens des Zahnrad-Werkstücks konstant oder näherungsweise konstant gehalten werden kann.In at least a part of the embodiments, changing the ratio between the shift and the axis-parallel relative movement is made parallel or oblique to the workpiece rotation axis based on an engagement density defined as a tool-specific size, thereby changing the ratio between the shift and the axis-parallel relative movement in that the engagement density can be kept constant or approximately constant during the actual gear grinding of the gear workpiece.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen kommt eine Schleifmaschine zum Einsatz, die mindestens eine Spindel zum Aufnehmen und Drehantreiben einer Schleifschnecke, eine Spindel zum Aufnehmen und Drehantreiben eines Zahnrad-Werkstücks und mehrere NC-gesteuerte Achsen umfasst, die dazu ausgelegt sind zum Zwecke des Wälzschleifens Relativbewegungen der Schleifschnecke relativ zum Zahnrad-Werkstück auszuführen. Weiterhin umfasst die Schleifmaschine eine Abrichtvorrichtung und eine Steuerung, die mit der Schleifmaschine so verbindbar ist, dass ein Vorgang nach einem Abrichtvorgang durchführbar ist, der ein relatives, achsparalleles Relativbewegen zwischen Schleifschnecke und Zahnrad-Werkstück umfasst, das achsparallel oder schräg zur Werkstückrotationsachse verläuft, und der eine relative Shiftbewegung zwischen Schleifschnecke und Zahnrad-Werkstück umfasst, wobei ein Verhältnis zwischen der Shiftbewegung und dem achsparallelen Relativbewegen vorgebbar ist, das veränderlich ist.In at least a part of the embodiments, a grinding machine is used which comprises at least one spindle for picking up and rotationally driving a grinding worm, a spindle for picking up and rotationally driving a gear workpiece, and a plurality of NC controlled axes adapted for the purpose of hobbing relative movements the grinding worm perform relative to the gear workpiece. Furthermore, the grinding machine comprises a dressing device and a controller, which is connectable to the grinding machine, that a process after a dressing process is performed, which comprises a relative, axially parallel relative movement between the grinding worm and gear workpiece, which is parallel to the axis or obliquely to the workpiece rotation axis, and comprising a relative shift movement between grinding worm and gear workpiece, wherein a ratio between the shift movement and the axis-parallel relative movement is predetermined, which is variable.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen ist die Steuerung so ausgelegt oder programmierbar, dass sie in der Lage ist die Schritte des Verfahrens der Erfindung nach jedem Abrichtvorgang oder nach zwei oder mehr als zwei Abrichtvorgängen auszuführen.In at least part of the embodiments, the controller is designed or programmable to be able to perform the steps of the method of the invention after each dressing operation or after two or more than two dressing operations.
Die Erfindung lässt sich vor allem auf geradverzahnte Stirnräder und schrägverzahnte Stirnräder anwenden. Die Erfindung lässt z.B. auf Beveloide (d.h. auf Zahnräder mit konischer Verzahnung) anwenden.The invention can be applied especially to straight-toothed spur gears and helical spur gears. The invention leaves e.g. on Beveloide (i.e., on gears with conical teeth).
Vorzugsweise orientiert man sich bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen an den Gegebenheiten oder technologischen Möglichkeiten, die sich beim kleinsten Durchmesser der mehrfach abgerichteten Schleifschnecke noch als zuverlässig erwiesen haben. D.h. man kann z.B. von einer werkzeugspezifischen Leistungsgröße ausgehen, die sich in der Praxis bewährt hat. Bei dieser Leistungsgröße handelt es sich um ein Maß für die Schleiffähigkeit der Schleifschnecke, wenn diese aufgrund mehrfachen Abrichtens ihren minimal gültigen Durchmesser erreicht hat. Da man aus Erfahrungswerten weiss, dass die Schleifschnecke beim Erreichen ihres minimal gültigen Durchmessers immer noch eine gute und zuverlässige Schleifleistung erbringt, kann anhand dieser bekannten Schleifleistung eine Extrapolation für eine geänderte Shiftstrategie vorgenommen werden.In at least some of the embodiments, preference is given to the circumstances or technological possibilities which have proven to be reliable even at the smallest diameter of the multiple-dressing grinding worm. That one can e.g. assume a tool-specific output that has proven itself in practice. This size of performance is a measure of the grinding ability of the grinding worm, if it has reached its minimum valid diameter due to multiple truing. As it is known from experience that the grinding worm still achieves a good and reliable grinding performance when it reaches its minimum valid diameter, an extrapolation for a modified shift strategy can be made on the basis of this known grinding performance.
Die Erfindung setzt bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen ein Maß für die Schleiffähigkeit der Schleifschnecke ein, um anhand dieses Masses das Verhältnis zwischen einer relativen Shiftbewegung und der Hubbewegung (d.h. einem relativen achsparallelen Bewegen parallel oder schräg zur Werkstückrotationsachse) anzupassen.The invention uses in at least part of the embodiments a measure of the grinding ability of the grinding worm to use this measure to adjust the ratio between a relative shift movement and the lifting movement (i.e., a relative axis-parallel movement parallel or oblique to the workpiece rotation axis).
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen wird ein Verhältnis zwischen dem Shiften und dem achsparallelen Relativbewegen parallel oder schräg zur Werkstückrotationsachse vorgegeben, das veränderlich ist.In at least a part of the embodiments, a ratio between the shift and the axis-parallel relative movement is predetermined parallel or obliquely to the workpiece rotation axis, which is variable.
Um diese Veränderlichkeit technologisch sinnvoll nutzbar zu machen, kann eine Prozessgröße definiert werden, die hier exemplarisch als Eingriffsdichte bezeichnet wird. Bei den entsprechenden Ausführungsformen wird die Shiftstrategie in Abhängigkeit der Eingriffsdichte angepasst.In order to make this variability technologically useful, a process variable can be defined, which is referred to here as an example of intervention density. In the corresponding embodiments, the shift strategy is adjusted as a function of the intervention density.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen geht man von einer Eingriffsdichte als Maß für einen oberen Grenzwert aus, das sich beim Einsatz einer Schleifschnecke mit deren minimal gültigen Durchmesser bewährt hat. Durch technische Maßnahmen wird beim Einsatz der Schleifschnecke sichergestellt, dass in keinem anderen Bereich der Schleifschnecke eine effektive Eingriffsdichte auftreten kann, die größer ist als der obere Grenzwert. In at least a part of the embodiments, an intervention density is used as a measure of an upper limit which has proven itself when using a grinding worm with its minimum valid diameter. Through technical measures, when using the grinding worm, it is ensured that in no other area of the grinding worm can an effective engagement density occur which is greater than the upper limit value.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen umfasst Schleifmaschine einen Rechner, oder eine Schnittstelle zum Verbinden mit einem (externen) Rechner, wobei der Rechner dazu auslegt ist, das Verhältnis zwischen der Shiftbewegung und der achsparallelen Relativbewegung vorzugeben.In at least a portion of the embodiments, the grinding machine includes a computer, or an interface for connection to an (external) computer, the computer being configured to specify the relationship between the shift movement and the axis-parallel relative movement.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen umfasst die Schleifmaschine einen Rechner, oder eine Schnittstelle zum Verbinden mit einem (externen), wobei der Rechner dazu auslegt ist, in einem vorbereitenden Verfahrensschritt das Ermitteln des Verlaufs von Berührlinien auf Zahnflanken der Schleifschnecke zu ermöglichen, wobei sich die Berührlinien beim Wälzschleifen aus einem Kontakt zwischen dem Zahnrad-Werkstück und der Schleifschnecke ergeben, und wobei ein gegenseitiger Abstand zwischen mindestens zwei benachbarten Berührlinien ermittelbar ist, um daraus das Errechnen einer Eingriffsdichte als Anzahl von Berührpunkten pro Längeneinheit zu ermöglichen.In at least a portion of the embodiments, the grinding machine comprises a computer, or an interface for connection to an (external), the computer is configured to allow in a preparatory step to determine the course of contact lines on tooth flanks of the grinding worm, said In the case of gear grinding, contact lines between the gear workpiece and the grinding worm result in contact lines, and a mutual distance between at least two adjacent contact lines can be determined in order to allow calculation of an engagement density as a number of contact points per unit length.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen kann ein externer Rechner, der z.B. über ein internes oder externes Netzwerk mit einer Schnittstelle der Schleifmaschine verbunden werden kann, eingesetzt, um z.B. das Verhältnis zwischen der Shiftbewegung und der achsparallelen Relativbewegung vorzugeben und/oder um mittels einer Software oder eines Software-Modul entsprechende Vorgaben für das Ändern des Verhältnisses an die Schleifmaschine zu übergeben.In at least part of the embodiments, an external computer, e.g. can be connected to an interface of the grinding machine via an internal or external network, used e.g. specify the relationship between the shift movement and the axis-parallel relative movement and / or to pass by means of software or a software module corresponding specifications for changing the ratio to the grinding machine.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.Further preferred embodiments can be found in the respective subclaims.
Figurenlistelist of figures
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
-
1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Schleifmaschine, die dazu ausgelegt ist mit einem Schleifwerkzeug ein Werkstück schleifend zu bearbeiten; -
2A zeigt eine schematische Seitenansicht eines beispielhaften, geradverzahnten Stirnrads, wobei anhand dieser Ansicht Grundbegriffe definiert werden; -
2B zeigt eine schematische Projektion einer Zahnlücke des Stirnrads der2A in vergrößerter Darstellung, wobei eine Berührlinie eingezeichnet ist, die entsteht, wenn eine Schleifschnecke zum Schleifen des Stirnrads ohne Hubbewegung eingesetzt werden würde; -
2C zeigt eine schematische Projektion einer Zahnlücke des Stirnrads der2A in vergrößerter Darstellung, wobei mehrere Berührlinien eingezeichnet sind, die entstehen, wenn eine Schleifschnecke zum Schleifen des Stirnrads mit Hubbewegung eingesetzt wird; -
3A zeigt eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Schleifschnecke, wobei anhand dieser Ansicht weitere Grundbegriffe definiert werden; -
3B zeigt eine schematische Projektion einer Zahnlücke einer Schleifschnecke der3A in vergrößerter Darstellung, wobei mehrere Berührlinien eingezeichnet sind, die entstehen, wenn die Schleifschnecke zum Schleifen eines Stirnrads eingesetzt wird; -
3C zeigt eine stark schematisierte Abwicklung einer Zahnlücke der Schleifschnecke der3A in vergrößerter Darstellung, wobei nur eine Berührlinie in schematischer Form angedeutet ist; -
3D zeigt eine stark schematisierte Abwicklung einer einzelnen Schneckenflanke der Schleifschnecke der3A in vergrößerter Darstellung, wobei mehrere Berührlinien in schematischer Form angedeutet sind.
-
1 shows a schematic perspective view of a grinding machine, which is designed to grind a workpiece with a grinding tool; -
2A shows a schematic side view of an exemplary straight spur gear, based on this view basic concepts are defined; -
2 B shows a schematic projection of a tooth gap of the spur gear of2A in an enlarged view, wherein a Berührlinie is drawn, which arises when a grinding worm would be used for grinding the spur gear without lifting movement; -
2C shows a schematic projection of a tooth gap of the spur gear of2A in an enlarged view, wherein several Berührlinien are drawn, which arise when a grinding worm is used for grinding the spur gear with lifting movement; -
3A shows a schematic side view of an exemplary grinding worm, based on this view further basic concepts are defined; -
3B shows a schematic projection of a tooth gap of a grinding worm of3A in an enlarged view, wherein a plurality of contact lines are drawn, which arise when the grinding worm is used for grinding a spur gear; -
3C shows a highly schematic development of a tooth gap of the grinding worm of3A in an enlarged view, wherein only one Berührlinie is indicated in a schematic form; -
3D shows a highly schematic development of a single screw flank of the grinding worm of3A in an enlarged view, with several Berührlinien are indicated in a schematic form.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Beschreibung werden Begriffe verwendet, die auch in einschlägigen Publikationen und Patenten Verwendung finden. Es sei jedoch angemerkt, dass die Verwendung dieser Begriffe lediglich dem besseren Verständnis dienen soll. Der erfinderische Gedanke und der Schutzumfang der Patentansprüche soll durch die spezifische Wahl der Begriffe nicht in der Auslegung eingeschränkt werden. Die Erfindung lässt sich ohne weiteres auf andere Begriffssysteme und/oder Fachgebiete übertragen. In anderen Fachgebieten sind die Begriffe sinngemäß anzuwenden.In the context of the present description, terms are used which are also used in relevant publications and patents. It should be noted, however, that the use of these terms is for the convenience of understanding only. The inventive idea and the scope of the claims should not be limited by the specific choice of the terms in the interpretation. The invention can be readily applied to other conceptual systems and / or fields. In other fields the terms are to be applied mutatis mutandis.
Wenn man die Zahnlücke
Wenn eine Schleifschnecke
Der in
Da eine relative Bewegung parallel zur Werkstückachse
Die Darstellungen der
In
An der Darstellung der
Aufgrund des großen Schrägungswinkels bzw. der kleinen Steigung, zeigt die Projektion der
Die Abwicklung der Schneckenflanken erhält man, indem man z.B. den Mittenzylinder der Schleifschnecke
Es kann nun ein Bezugsdurchmesser mit einer zugehörenden Bezugsschraubenlinie und einer Bezugsschraubenlänge l0* wie folgt definiert werden:
γ0* ist der Steigungswinkel am Bezugsdurchmesser der Schleifschnecke
In
Es lässt sich nun ableiten, dass man nach einem Abrichtvorgang durch das Anpassen des Verhältnisses zwischen dem Shiften und dem achsparallelen Bewegen eine bessere Nutzung der Schleifkörner erzielen kann. Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen wird dieses Verhältnis daher nach einem Abrichtvorgang oder nach mehreren Abrichtvorgängen angepasst. Mit anderen Worten kommt somit beim Wälzschleifen mit einer Schleifschnecke
Im Folgenden wird der Begriff der „Eingriffsdichte EgD“ eingeführt. Diese Eingriffsdichte EgD, die entlang der Schraubenlinien bzw. der Zahnlängsrichtung betrachtet wird, ist als reziproker Wert zum Schraubweg pro Werkzeugumdrehung definiert. Es gilt im Zusammenhang mit
Es gilt im Zusammenhang mit
D.h., die Eingriffsdichte EgD definiert die Anzahl der Eingriffe pro Schraubweg. Die Eingriffsdichte EgD ist beim maximalen Schleifschnecken-Durchmesser
Durch die Definition der Eingriffsdichte
Im Folgenden wird anhand eines Zahlenbeispiels die Anwendung der Eingriffsdichte
Es wird hier exemplarisch von einem konstanten Hub (d.h. mit einer konstanten achsparallelen Relativbewegung parallel oder schräg zur Werkstückrotationsachse
Der Axialvorschub lässt sich wie folgt auf die Werkzeugumdrehung umrechnen. Der auf die Werkzeugumdrehung umgerechnete Axialvorschub entspricht dem Hubweg pro Werkzeugumdrehung, d.h.:
Der Shiftweg pro Werkzeugumdrehung entspricht dem Shiftweg pro Eingriff eines Schneckenzahns der Schleifschnecke
Daraus kann man die Anzahl der Eingriffe pro Shiftweg in axialer Richtung errechnen, und es ergeben sich 769 Eingriffe pro mm Schneckenbreite.From this one can calculate the number of interventions per Shiftweg in the axial direction, and there are 769 interventions per mm worm width.
Diese Größen sind allesamt unabhängig vom effektiven Durchmesser
Der Schraubweg pro Werkzeugumdrehung entspricht dem Weg entlang der Flankenfläche. Bei einer Schleifschnecke
Bei einer Schleifschnecke
Der Schraubweg pro Werkzeugumdrehung ist somit bei einer Schleifschnecke
Die Anzahl der Eingriffe pro Schraubweg (diese Größe wird hier per Definitionem als Eingriffsdichte EgD bezeichnet) beträgt bei einer Schleifschnecke
Die Eingriffsdichte EgD ist beim maximalen Durchmesser
Nun kann bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen anhand des folgenden Ansatzes eine Festlegung einer neuen Schleif- bzw. Handhabungsstrategie erfolgen. Wenn die Schleifschnecke
Anhand der Gleichung 2 kann rückwärts ein neuer Schraubweg pro Werkzeugumdrehung wie folgt ermittelt werden:
D.h. der Schraubweg pro Werkzeugumdrehung kann von 1,3µm auf 0,82µm reduziert werden. Ein Schraubweg von 0,82µm pro Werkzeugumdrehung entspricht dann einer Eingriffsdichte pro Shiftweg (statt einer Eingriffsdichte EgD pro Schraubweg) von 1222 Eingriffen pro mm (entlang der Schneckenbreite). Daraus lässt sich ein Shiftweg pro Hubweg von 0,016mm/mm errechnen (allgemein wird dieses Verhältnis hier auch als Verhältnis des Shiftwegs zu der achsparallelen Bewegung parallel oder schräg zur Werkstückrotationsachse C bezeichnet). Dies entspricht einer Ersparnis von 36% am erforderlichen Shiftweg für den betrachteten Hub. Diese Betrachtung ist unabhängig vom konkreten Axialvorschub und gilt somit für Schlicht- und Schrupphübe.That The screw travel per tool revolution can be reduced from 1.3μm to 0.82μm. A screw travel of 0.82 μm per tool revolution then corresponds to an engagement density per shift path (instead of an engagement density EgD per screw travel) of 1222 interventions per mm (along the worm width). From this a Shiftweg per stroke of 0.016mm / mm can be calculated (in general, this ratio is also referred to here as the ratio of Shiftwegs to the axis-parallel movement parallel or obliquely to the workpiece rotation axis C). This corresponds to a saving of 36% of the required shift travel for the considered stroke. This consideration is independent of the actual axial feed and thus applies to finishing and roughing strokes.
Eine beispielhafte neue Schleif- oder Handhabungsstrategie kann nun z.B. wie folgt aussehen. Beim Erreichen des minimalen Durchmessers
Dieser Ansatz liefert sehr gute Ergebnisse, da genauere Untersuchungen gezeigt haben, dass die Abhängigkeit der Eingriffsdichte EgD vom Schleifschnecken-Durchmesser
Wenn man weiter davon ausgeht, das beim Anwenden der konventionellen kontinuierlichen Shiftstrategie mit konstantem Verhältnis von Shiftweg zum Hubweg
Mit der neuen Shift- bzw. Handhabungsstrategie, die ein veränderliches Verhältnis vorsieht, kann man statt der 28 Werkstücke ca. 43,5 Werkstücke beim Maximaldurchmesser
9652 Werkstücke sind ca. 28% mehr als 7560 Werkstücke, die mit der konventionellen, kontinuierlichen Shiftstrategie geschliffen werden können. D.h. durch das lineare Anpassen des Verhältnisses von Shiftweg zum Hubweg jeweils nach dem Abrichten kann das Schleifverfahren deutlich optimiert werden. 9652 workpieces are approx. 28% more than 7560 workpieces which can be ground with the conventional, continuous shift strategy. That is, by linearly adjusting the ratio of Shiftweg to stroke each after dressing, the grinding process can be significantly optimized.
Die Anpassung des Verhältnisses von Shiftweg zur achsparallelen Relativbewegung kann auch in Abhängigkeit von dem effektiven Durchmesser
Statt der Zahnhöhe
Eine genauere Betrachtung der Abstände zwischen Berührlinien
Aus diesem Weg erhält man eine etwas genauere Gleichung, die bei allen Ausführungsformen nach dem Abrichten zum Anpassen des Verhältnisses von Shiftweg zur achsparallelen Bewegung genutzt werden kann.From this approach, one obtains a somewhat more accurate equation that can be used in all embodiments after dressing to adjust the ratio of shift travel to axis-parallel motion.
Statt eine lineare Anpassung des Verhältnisses von Shiftweg zur achsparallelen Relativbewegung vorzunehmen, kann diese Anpassung bei allen Ausführungsformen nach dem Abrichten auch nicht-linear vorgenommen werden.Instead of making a linear adjustment of the ratio of Shiftweg axis-parallel relative movement, this adjustment can also be made non-linear in all embodiments after dressing.
Statt eine lineare Anpassung des Verhältnisses von Shiftweg zur achsparallelen Relativbewegung vorzunehmen, kann diese Anpassung bei allen Ausführungsformen nach dem Abrichten auch durch das Auslesen von zuvor abgespeicherten Werten aus einer Datenbank (z.B. durch einen table-look-up) vorgenommen werden. Bei diesen Ausführungsformen kommt dann eine schrittweise (bereichsweise) Anpassung des Verhältnisses von Shiftweg zur achsparallelen Relativbewegung zur Anwendung.Instead of making a linear adjustment of the ratio of Shiftweg to the axis-parallel relative movement, this adaptation can be done in all embodiments after dressing by reading previously stored values from a database (for example, by a table-look-up). In these embodiments, then a gradual (regional) adjustment of the ratio of Shiftweg for axis-parallel relative movement is used.
Eine Schleifmaschine
Weiterhin umfasst die Schleifmaschine
Bei einem Teil der Ausführungsformen übernimmt Steuerung
Die Anordnung und Ausgestaltung der Achsen der Schleifmaschine
Das Anpassen des genannten Verhältnisses erfolgt vorzugsweise nach jedem Abrichten der Schleifschnecke
Das Anpassen „nach dem Abrichten“ schliesst auch ein Anpassen mit ein, das erst unmittelbar vor dem erneuten Einsatz einer zuvor abgerichteten Schleifschnecke
Das Anpassen des genannten Verhältnisses kann in kleinen Schritten erfolgen. Wenn z.B. mit einer bestimmten Schleifschnecke
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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